LPF/HPF/BPFなどのデジタル・フィルタを作る - REAPERのJSFXでエフェクトを作る（４）

今回はデジタル・フィルタを作成してみた。

ソースコード

desc:SF:Digital Filter

slider1:0<0,4,1{LPF,HPF,BPF,notch,APF> Filter Type 
slider2:1000<20,20000,1> Cut Off Freq (Hz)
slider3:1<1,100,0.1> Q 
slider4:50<0,100,1>Wet (%)
slider5:50<0,100,1>Dry (%)

@init

x1L = X2L = 0;
x1R = X2R = 0;
y1L = y2L = 0;
y1R = y2R = 0;

@slider

  f0 = slider2;
  Q = slider3;

  omega = 2.0 * $pi * f0 / srate;
  sn = sin(omega);
  cs = cos(omega);
  sqrta = 
  alpha = sn / (2.0 * Q);

  (slider1 == 0) ? (

    // LPF
    b0 = (1 - cs) / 2;
    b1 = 1 - cs;
    b2 = (1 - cs) / 2;
    a0 = 1 + alpha;
    a1 = -2 * cs;
    a2 = 1 - alpha;
  ) : (slider1 == 1) ? (
    // HPF
    b0 = (1 + cs) / 2;
    b1 = -(1 + cs);
    b2 = (1 + cs) / 2;
    a0 = 1 + alpha;
    a1 = -2 * cs;
    a2 = 1 - alpha;
  ) : (slider1 == 2) ? (
    // BPF
    b0 = Q * alpha;
    b1 = 0;
    b2 = -Q * alpha;
    a0 = 1 + alpha;
    a1 = -2 * cs;
    a2 = 1 - alpha;
  ) : (slider1 == 3) ? (
    // notch
    b0 = 1;
    b1 = -2*cs;
    b2 = 1;
    a0 = 1 + alpha;
    a1 = -2 * cs;
    a2 = 1 - alpha;
  ): (slider1 == 4) ? (
    // APF
    b0 = 1 - alpha;
    b1 = -2*cs;
    b2 = 1 + alpha;
    a0 = 1 + alpha;
    a1 = -2 * cs;
    a2 = 1 - alpha;
  );

  b0a0 = b0 /a0;
  b1a0 = b1 /a0;
  b2a0 = b2 /a0;
  a1a0 = a1 /a0;
  a2a0 = a2 /a0;

/*  x1L = X2L = 0;
  x1R = X2R = 0;
  y1L = y2L = 0;
  y1R = y2R = 0;*/

  wet = slider4 / 100;
  dry = slider5 / 100;

@block

@sample

  l = spl0;
  r = spl1;

  resultL = b0a0 * l + b1a0 * x1L + b2a0 * x2L - a1a0 * y1L - a2a0 * y2L;
  resultR = b0a0 * r + b1a0 * x1R + b2a0 * x2R - a1a0 * y1R - a2a0 * y2R;

  spl0 = l * dry + resultL * wet;
  spl1 = r * dry + resultR * wet;

  x2R = x1R;
  x1R = r;
  y2R = y1R;
  y1R = resultR;

  x2L = x1L;
  x1L = l;
  y2L = y1L;
  y1L = resultL;

デジタル・フィルタは理屈がわかりそうで、わからないものの一つである。このソースコードは以下のブログの記事を参考にした。

http://d.hatena.ne.jp/aike/20110118

http://www.g200kg.com/jp/docs/makingeffects/78743dea3f70c8c2f081b7d5187402ec75e6a6b8.html

このフィルタはBiQuad型というそうだ。

よくあるデジタル・フィルタの初歩的な解説としては、サンプルを移動平均するとLPFになり、差分だとHPFになるというのもの。 直感的には理解できるが、理屈で丁寧に説明することは今の私にはできない。やっぱり信号処理の初歩は理解したいということで、「http://www.ic.is.tohoku.ac.jp/~swk/lecture/yaruodsp/main.html」をまた読み始めているところである。